不确定离散奇异时滞系统的H∞滑模控制研究

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奇异系统是比正则系统更具一般性的系统,普遍存在于经济系统、网络系统、机器人系统等领域中。奇异系统比正则系统有更广泛的应用价值。多年来基于正则系统的研究方法,奇异系统的控制理论研究得到了很多成果。然而奇异系统比正则系统的控制更为复杂,需要考虑其正则性及因果性等。另一方面,由于不确定性的广泛存在,鲁棒控制一直是控制理论研究领域的热点,滑模控制作为克服不确定的有效方法,得到了越来越多学者的关注。本论文利用滑模控制的方法,对不确定离散奇异时滞系统的H_∞制进行研究,给出了使系统满足一定H_∞性能的滑模控制器的设计方法,并通过数值仿真验证所提出方法的有效性。下面介绍具体的研究内容:(1)针对匹配干扰和不匹配干扰同时存在的不确定离散奇异系统,提出了一种包含奇异矩阵E的新型积分滑模面,给出了使滑动模态具有一定H_∞性能的滑模面参数设计方法。同时,基于线性离散趋近律和对干扰的估计,设计了一种新的控制律,保证了系统在有限时间内到达具有有界带宽的准滑模面,并给出了准滑模面带宽的界。数值仿真验证了该方法的有效性。(2)针对匹配干扰和不匹配干扰同时存在的不确定离散定常时滞奇异系统,提出了一种包含奇异矩阵E及时滞项的新型积分滑模面,并给出依赖于时滞大小的、使滑动模态具有一定H_∞性能的滑模面参数设计方法。同时,基于线性离散趋近律,设计了新的控制律,保证了系统在有限时间内到达具有有界带宽的准滑模面,并给出了准滑模面带宽的界。数值仿真验证了该方法的有效性。(3)针对匹配干扰和不匹配干扰同时存在的不确定离散时变时滞奇异系统,提出了一种包含奇异矩阵E的新型积分滑模面,并给出依赖于时滞上下界的、使滑动模态具有一定H_∞性能的等效控制器的设计方法。同时,设计了不确定误差及不匹配干扰的估计器,在此基础上设计了保证系统在有限时间内到达准滑模面的控制律。数值仿真验证了该方法的有效性。
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